L298N电机驱动模块
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。
模块来源
规格参数
驱动电压：5V~24V
驱动电流：2A
逻辑电压：5V
逻辑电流：36mA
控制方式：PWM
查看资料
当驱动电压为7V~12V的时候，即VCC电机驱动端子接通驱动电源时，板载的78M05供给芯片的逻辑电源，指示灯亮，可以不用再外接逻辑电源;如果使用电机驱动的板载5V供电，接口中的+5V供电端子不要输入电压，但是可以引出5V电压供外部使用(这种即为常规应用!)。
当驱动电压高于12V，小于等于24V(芯片手册中提出可以支持到35V，但是按照经验一般L298保守应用最大电压支持到24V已经很了不起!)时，比如要驱动额定电压为18V的电机。首先必须断开板载5V使能，指示灯熄灭，不使用板载的78M05供给芯片的逻辑电源，然后在5V输出端口外部接入5V电压对L298N内部逻辑电路供电。(这种是高压驱动的非常规应用!)
5V使能即一个电平为5V的控制信号，当此信号输入有效时且电机驱动模块中电源供电正常时，电机驱动模块输出电流。否则即使电源供电正常，电机上也无电流。
L298N使能端（高电平有效，常态下用跳线帽接于VCC)可通过这两个端口1实现PWM调速(使用PWM调速时取下跳线帽)ENA和ENB接EPWM信号，1N1，1N2，1N3，1N4正常接上高低电平使电机正转，反转或停转。
注意：L298N供电的5V如果是用另外电源供电的话，(即不是和单片机的电源共用)，那么需要将单片机的GND和模块上的GND连接在一起，只有这样单片机上过来的逻辑信号才有个参考0点。板载5V稳压芯片的输入引脚和电机供电驱动接线端子导通的。
移植过程
引脚选择
L298N控制电机速度的方式，是通过将IN1与IN2接入PWM，直接通过调整PWM的占空比进行速度控制。因此要求IN1/IN2/IN3/IN4都要使用PWM功能。
移植至工程
我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码，按照以下步骤，即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学，这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_L298N.c 和 bsp_L298N.h，文件夹名字改为L298N。
代码写入
在文件bsp_L298N.c中，编写如下代码。
/*
* 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
* 开发板官网：www.lckfb.com
* 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
* 立创论坛：club.szlcsc.com
* 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
* 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-01-15 LCKFB-lp first version
*/
#include "bsp_L298N.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称：L298N_Init
* 函 数 说 明：PWM配置
* 函 数 形 参： 无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：
******************************************************************/
void L298N_Init(void)
{
// 准备并应用PWM定时器配置
ledc_timer_config_t ledc_timer = {
.speed_mode = PWM_MODE, //低速模式
.timer_num = PWMA_TIMER, //通道的定时器源 定时器0
.duty_resolution = LEDC_DUTY_RES, //将占空比分辨率设置为13位
.freq_hz = LEDC_FREQUENCY, // 设置输出频率为5 kHz
.clk_cfg = LEDC_AUTO_CLK //设置LEDPWM的时钟来源 为自动
//LEDC_AUTO_CLK = 启动定时器时，将根据给定的分辨率和占空率参数自动选择源时钟
};
ledc_timer_config(&ledc_timer);
// 准备并应用LEDC1 PWM通道配置
ledc_channel_config_t ledc1_channel = {
.speed_mode = PWM_MODE, //低速模式
.channel = PWMA1_CHANNEL, //通道0
.timer_sel = PWMA_TIMER, //定时器源 定时器0
.intr_type = LEDC_INTR_DISABLE, //关闭中断
.gpio_num = GPIO_IN1, //输出引脚 GPIO1
.duty = 0, // 设置占空比为0
.hpoint = 0
};
ledc_channel_config(&ledc1_channel);
// 准备并应用LEDC2 PWM通道配置
ledc_channel_config_t ledc2_channel = {
.speed_mode = PWM_MODE, //低速模式
.channel = PWMA2_CHANNEL, //通道1
.timer_sel = PWMA_TIMER, //定时器源 定时器0
.intr_type = LEDC_INTR_DISABLE, //关闭中断
.gpio_num = GPIO_IN2, //输出引脚 GPIO2
.duty = 0, // 设置占空比为0
.hpoint = 0
};
ledc_channel_config(&ledc2_channel);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：AO_Control
* 函 数 说 明：A端口电机控制
* 函 数 形 参：dir旋转方向 1正转0反转 speed旋转速度，范围（0 ~ per-1）
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void AO_Control(uint8_t dir, uint32_t speed)
{
if( dir == 1 )
{
// 设置AIN1占空比
ledc_set_duty(PWM_MODE, PWMA1_CHANNEL, 0);
ledc_update_duty(PWM_MODE, PWMA1_CHANNEL);
// 设置AIN2占空比
ledc_set_duty(PWM_MODE, PWMA2_CHANNEL, speed);
ledc_update_duty(PWM_MODE, PWMA2_CHANNEL);
}
else
{
// 设置AIN1占空比
ledc_set_duty(PWM_MODE, PWMA1_CHANNEL, speed);
ledc_update_duty(PWM_MODE, PWMA1_CHANNEL);
// 设置AIN2占空比
ledc_set_duty(PWM_MODE, PWMA2_CHANNEL, 0);
ledc_update_duty(PWM_MODE, PWMA2_CHANNEL);
}
}2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
在文件bsp_L298N.h中，编写如下代码。
#ifndef _BSP_L298N_H
#define _BSP_L298N_H
#include <stdio.h>
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/uart.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/i2c.h"
#include "sdkconfig.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/spi_common.h"
#include "hal/gpio_types.h"
#include "driver/ledc.h"
#include "string.h"
#define GPIO_IN1 1
#define GPIO_IN2 2
#define PWMA_TIMER LEDC_TIMER_0 //定时器0
#define PWMA1_CHANNEL LEDC_CHANNEL_0 // 使用LEDC的通道0
#define PWMA2_CHANNEL LEDC_CHANNEL_1 // 使用LEDC的通道0
#define PWM_MODE LEDC_LOW_SPEED_MODE //低速模式
#define LEDC_DUTY_RES LEDC_TIMER_13_BIT // LEDC分辨率设置为13位
#define LEDC_DUTY (4095) // 设置占空比为50%。 ((2的13次方) - 1) * 50% = 4095
#define LEDC_FREQUENCY (5000) // 频率单位是Hz。设置频率为5000 Hz
void L298N_Init(void);
void AO_Control(uint8_t dir, uint32_t speed);
#endif /* BSP_L298N_H */2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
移植验证
在自己工程中的main主函数中，编写如下。
/*
* 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
* 开发板官网：www.lckfb.com
* 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
* 立创论坛：club.szlcsc.com
* 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
* 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-01-15 LCKFB-lp first version
*/
#include <stdio.h>
#include "bsp_L298N.h"
#include "string.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt_impl.h"
int app_main(void)
{
int i = 0;
esp_task_wdt_deinit();
L298N_Init();
printf("L298N Start......\r\n");
while(1)
{
i += 500;
if( i > 6000 ) i = 0;
AO_Control(0,i);
printf("PWM-AO: %d \r\n",i);
vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);
}
}2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
上电效果：
驱动代码：